船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及fpso舷侧结构抗撞性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及FPSO舷侧结构抗撞性能研究硕士研究生：高振国学号：1120109117导师：胡志强副教授申请学位：工学硕士学科：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶海洋与建筑工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHONDEFORMATIONMECHANISMSOFWEBGIRDERSDURINGSH

2、IPCOLLISIONANDGROUNDINGANDCRASHWORTHINESSOFFPSOSIDESTRUCTURESCandidate：GaoZhenguoStudentID:1120109117Supervisor：AssociateProf.HuZhiqiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：DesignandManufactureofShipsandMarineStructuresAffiliation：SchoolofNava

3、lArchitecture,OceanandCivilEngineeringDateofDefense：Jan,2015DegreeConferringInstitution：ShanghaiJiaoTongUniversity摘要船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及FPSO舷侧结构抗撞性能研究摘要船舶碰撞和搁浅是船舶与海洋结构物安全的重要影响因素，此类事故的发生可能导致人员伤亡，经济损失以及环境污染等严重后果。在船体结构中，包括船底纵桁、船底肋板、船侧强肋框和船侧纵桁等在内的船体桁材构件是船体结构的重要组成部分，

4、在船舶碰撞和搁浅中能够吸收大量的撞击能量，体现出较强的抗撞性。因而船体桁材在碰撞和搁浅中的结构变形机理研究具有重要的意义。本文主要采用解析计算方法以及非线性有限元数值仿真方法，对船体桁材在碰撞与搁浅中的结构变形机理及FPSO舷侧结构抗撞性进行了研究，具体内容包括：1.对船舶碰撞和搁浅内部机理问题的研究方法进行了介绍，特别对解析计算方法原理进行重点介绍，并对船舶碰撞和搁浅内部机理研究的现状进行阐述。2.研究船体桁材在碰撞和搁浅过程中的结构变形模态。通过解析分析方法，获得船体桁材构件受面内点载荷作用时的变形阻力和变形能计

5、算公式，并通过已有试验及数值仿真进行验证。3.运用解析计算方法对船底肋板构件在台型礁石上滑移搁浅时的变形机理进行研究，得到其结构变性能和变形阻力的解析计算公式，并通过数值仿真进行验证。III摘要4.针对刚性球鼻艏撞击FPSO舷侧结构的碰撞场景，提出一套适用于FPSO舷侧结构抗撞性计算的解析计算方法，并通过数值仿真进行验证。本文研究内容对于船舶碰撞和搁浅过程中船体结构损伤的快速预报及船舶初始结构设计中船体抗撞性设计具有一定的参考意义。关键词：船舶碰撞和搁浅，变形机理，桁材，FPSO，解析计算方法，数值仿真IVAbstr

6、actRESEARCHONDEFORMATIONMECHANISMSOFWEBGIRDERSDURINGSHIPCOLLISIONANDGROUNDINGANDCRASHWORTHINESSOFFPSOSIDESTRUCTURESABSTRACTShipcollisionandgroundingisoneofthemajorthreatsfortheshipsandoffshorestructures,andsuchaccidentscanleadtocasualties,economicallossandenvir

7、onmentalpollution.Shipwebgirders,includinglongitudinalgirders,floors,webframesandsoon,playanimportantroleinshipstructureperformanceandtheycanabsorbalargeportionofimpactenergyduringshipcollisionandgroundingaccidents.Thus,itisofgreatimportancetopayattentiontothed

8、eformationmechanismsofwebgirders.Inthethesis,thedeformationmechanismsofwebgirdersduringshipcollisionandgroundingarestudiedbythesimplifiedanalyticalmethodandthenon-linearfini